重庆市合川区长安水库除险加固初步设计报告.doc

重庆市合川区长安水库除险加固初步设计报告目 录1 工程概况11.1基本情况11.1.1 概述11.1.2 工程现状11.1.3 主要病险31.1.4工程整治必要性41.1.5除险加固任务41.2 水文51.3 工程地质61.4 枢纽工程整治设计61.4.1大坝整治设计61.4.2溢洪道整治设计61.4.3放水设施整治设计71.4.4其他基础设施改造71.5 工程管理71.6施工组织设计81.6.1施工条件81.6.2主体工程施工81.6.3施工总进度81.7 环境保护及水土保持设计91.8 工程征占地91.9 工程概算91.10 经济评价91.11 工程特性表102 水 文122.1概述122.2气象特征122.3 资料复核122.4设计洪水132.4.1工程等级及防洪标准132.4.2设计洪水推求132.5水库洪水调节计算182.5.1防洪标准182.5.2基本资料182.5.3调洪演算192.6坝顶高程复核192.6.1坝顶超高计算192.6.2坝顶高程复核结果212.7分期洪水213 工程地质273.1 地质勘察概况273.2 库区工程地质条件273.2.1地形地貌273.2.2地质构造273.2.3地层岩性273.2.4水文地质条件283.2.5不良地质现象及地震283.3枢纽工程地质评价293.3.1坝体结构293.3.3溢洪道及放水设施工程地质条件303.4天然建材303.5结论与建议313.5.1结论313.5.2建议314 主要建筑物除险加固设计324.1设计依据324.2工程等级及洪水标准324.3 地震烈度324.4 枢纽工程整治设计334.4.1 坝体整治设计334.4.2 坝体防渗设计334.4.3 坝体整治后渗流及稳定分析334.4.4白蚁治理394.4.5溢洪道整治设计404.4.6放水设施整治设计414.4.7 防汛抢险公路414.4.8 管理房设计424.4.9大坝观测设计425 工程管理435.1 管理机构435.2 工程管理范围及保护范围435.3 管理方式435.3.1 施工期工程管理435.3.2 水库运行期管理445.4 管理用房改造455.5 防汛设施456 施工组织设计466.1 施工条件466.2 施工导流476.3 主体工程施工486.4 施工辅助设施及总布置496.4.1 施工用风、水、电496.4.2拌和系统496.4.3 施工布置规划496.5 施工进度计划506.5.1 设计依据506.5.2 施工进度安排506.6 主要技术供应计划506.7 施工临时工程量517 环境保护及水土保持设计527.1 建设项目概况527.2 项目区自然情况527.3 水土保持设计537.3.1水土流失特点537.3.2水土流失预则537.3.3防治原则和目标537.3.4 水土保持措施547.3.5 水土保持措施投资估算557.3.6 效益分析557.4 环境保护设计567.4.1 环境质量现状评价567.4.2 环境影响评价567.4.3 环境保护投资估算588 工程征占地598.1 工程概况598.2 工程占地598.3 工程占地补偿总投资599 投资概算609.1 工程概况609.2 编制文件依据609.3 采用定额609.4 工程量609.5 基础单价609.6 工程总投资6210 效益分析6310.1工程概况6310.2国民经济评价6310.3综合评价66 重庆精佳工程设计咨询有限公司 681 工程概况1.1基本情况1.1.1 概述长安水库系长江水系嘉陵江支流，枢纽工程位于合川区钱塘镇，是一座以灌溉为主，兼有养殖、防洪综合利用效益的小（2）型水利工程。水库坝址距钱塘镇约7km，距合川主城区约28km。该水库坝址以上控制流域面积为0.426km2，主河道长0.87km，流域平均比降118,多年平均年降雨量为983mm。水库总库容24.35万m3，正常库容为20.1万m3，死库容为0.7万m3，设计灌面1500亩。长安水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水设施组成。长安水库枢纽为等工程，工程主要建筑物为5级，次要建筑物为5级。主要建筑物设计洪水标准重现期为20年一遇，校核洪水标准重现期为200年一遇。1.1.2 工程现状（1）大坝经现场实地踏勘与测量，长安水库现状坝型为均质土坝，最大坝高16.98m，坝顶高程211.00m（假设高程系统），坝顶极不规则，无法确定坝顶宽度。正常蓄水位208.3m，上游坝坡坝顶至坝脚分为1:2.4，下游坝坡从坝顶至坝脚分为1:2.7、1:1.78、1:0.6。现场踏勘时水库在限蓄水位下运行，水下部分未能检查，水上部分为无任何防护措施，坝坡有不规则沉陷；下游坝坡存在塌陷、滑坡，坝坡变形严重；下游坝肩无排水沟；坝脚无排水沟；坝顶未硬化，杂草丛生，坝顶宽度不明确，缺乏管理，坝顶存在不均匀沉降、塌陷现象。上、下游坝坡存在白蚁危害。上游坝坡现状图1下游坝坡现状图2（2）溢洪道长安水库原溢洪道位于水库左侧，堰型为宽顶堰，高程为208.3m，现场检查，溢洪道边墙条石部分风化脱落，底板淤积严重，杂草丛生，末端为一陡崖无任何消力设施。抗冲能力差，不满足行洪要求。溢洪道现状图1溢洪道现状图2（3）放水设施长安水库放水设施型式为涵卧管放水，位于水库坝体左端，卧管为内径0.2m的砼管破损严重，涵管为条石砌筑断面为0.50.4m。1.1.3 主要病险经现场检查，并通过分析计算，该枢纽工程病险比较明显，主要表现在以下几个方面：（1）上游坝坡无任何护坡处理，常年被风浪淘蚀比较严重。（2）下游坝坡杂草丛生，高程197.91m以下存在塌陷、滑坡，坝坡有不规则沉陷、变形严重；下游坝肩无排水沟； （3）坝顶无任何防护措施，没有硬化，坝顶存在不均匀沉降，坝顶宽度不明确。（4）修整溢洪道，下游设置消能设施且对溢流堰规范化改建，增设消力池；（5）重建放水设施；（6）该水库受白蚁危害严重，需对白蚁进行治理。（7）该水库无防汛公路，无管理房。由于这些设施的欠缺，致使水库应急抢险及日常管理工作无法正常高效开展，一旦发生险情，会造成严重后果。1.1.4工程整治必要性长安水库于2014年3月经重庆市合川区水务局组织水库大坝安全鉴定专家组审查鉴定为三类坝，并建议尽快全面整治。（1）该水库由于修建时国家基建程序不完善，国家对水利水电基建工程的管理处于比较混乱的状态，受当时设计及当地群众性施工队伍技术水平的限制，工程建设只注重大干快上而忽略科学性。该水库目前已无任何施工记录、设计图纸和资料。施工中对坝体材料的选择和填筑质量控制不好，在关键部位的质量控制存在问题，工程建成运行期出现垮坝事故说明施工质量差。坝基清理不彻底，坝体没有嵌入两坝肩。大坝迎水面所用粉质粘土含水量较高，碾压不密实。目前，水库病害较多，水库防洪通讯设施不全，又无进库公路。一旦发生险情，将会造成巨大损失。（2）水库下游耕地约0.15万亩，居住人口约1600人。该水库设计灌溉面积1500亩，水库一旦溃坝，将对下游造成严重的人员伤亡和经济财产损失。 综上所述，该水库地理位置比较重要，水库具有比较明显的防洪效益，灌溉效益和生态效益。但水库目前病害比较明显，整治水库既是防洪的需要，也是灌溉的需要。1.1.5除险加固任务本次除险加固初步设计是依据重庆合川长安水库大坝安全分析评价报告，并参考合川水务局水利科、合川水利工程管理站等有关技术人员对水库整治的意见进行。长安水库除险加固任务为：坝顶211.00m至高程201.10m将坡比放缓为1:2.5，使用10cm粗砂找平，上垫10cm碎石垫层，并采用 c15砼六棱预制块10cm厚护坡，死水位197.00m，以下采用抛石回填，坡比放缓为1:3.0。下游坝坡高程198.22至坝顶进行杂草清理，高程211.00至198.22m规整坡比为1:2.5，下游坝坡采用c15砼框格草皮护坡，坝脚及坝肩增设排水沟。坝顶高程211.00m保持不变，规整硬化坝顶宽度为3.5m，上游侧增设m7.5浆砌石栏杆，下游增设m7.5浆砌路沿石。本次整治溢洪道底板采用0.3m厚c15混凝土浇筑，边墙上部破损边墙用浆砌条石重修，下游新建消力池。新建放水设施，整修放水设施下游排水沟；增设大坝观测设施；新建上坝公路0.3km；对水库进行白蚁治理；新建管理用房80m2。1.2 水文长安水库坝体为均质土坝，总库容为24.35万m3。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（sl252-2000）的规定，长安水库为小(2)型水库，工程等级为v等工程，其永久性水工建筑物为5级。根据水库现状及下游场镇及农田情况，本次整治设计洪水标准确定为20年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。经水文分析计算，该水库相应水文复核成果见表1-1,1-2。表1-1 长安水库设计洪水成果表项目p=0.5%p=5%设计洪峰流量(m3/s)12.69.77设计洪水总量(万m3)6.554.85表1-2 长安水库调洪计算成果表频率p（%）最大下泄流量（m3/s）最高库水位（m）库 容（万m3）0.53.55209.4124.355.02.31209.1423.461.3 工程地质水库处于合川向斜北西翼，库区岩层产状11911。在场地内基岩露头区测得构造裂隙产状为：15768-70,裂面微弯，无充填物，闭合状，延伸长度3-12m，间距1-3.5m；6373,裂面平直，无充填物，微张，延伸长度2-8m，间距1-7m。根据区域地质资料及调查可知，库区未发现崩塌、泥石流、滑坡等不良地质现象，本场地及周边岩层分布连续，不存在断层、构造破碎带，无地下硐室、软卧层、暗塘、暗滨等不良地质现象。根据1990年版中国地震烈度区划图（1：400万）将工程区划为度地震区。根据建筑抗震设计规范（gb50011-2001）及2001年版中国地震动峰值加速度区划图（1：400万），场区抗设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组。库区新构造运动主要表现为大面积的缓慢抬升，差异运动较弱；库区属弱震地质环境，地震活动水平较低，因此，库区构造稳定。1.4 枢纽工程整治设计根据枢纽工程存在的主要问题进行如下整治。1.4.1大坝整治设计根据水库工程病险情况，本着既要除险加固，又要尽量不破坏或少破坏原坝体结构，而且从施工上方便可行，从经济上节约合理的原则，长安水库整治采用以下来进行除险加固设计。具体整治措施如下：（1）上游坝坡上游坝坡死水位197.00m以下采用块石抛填，坡比为1:3.0；高程201.10m以下1.5m处新建c20砼齿墙（尺寸详见大样图），高程201.10m至高程211.00m采用c15混凝土六棱预制块护坡,预制块厚10cm，下垫10cm厚碎石垫层，最下层采用10cm厚粗砂找平，坡比为1：2.50。（2）坝顶结构坝顶高程211.00m保持不变，规整坝顶宽度为3.5m。坝顶采用10cm厚碎石垫层，20cm厚c20砼硬化坝顶。上游侧增设1.0m高m7.5浆砌条石栏杆，下游侧增设0.3m高m7.5浆砌条石路沿，路沿石每隔10m预留排水孔。坝顶向下游放2%的坡，利于排水。（3）下游坝坡坝顶至高程198.22m进行杂草清理，种植草皮护坡，高程211.00至198.22m采用c15混凝土框格草皮护坡，框格梁间距3m, 梁断面尺寸3535cm，坡比为1:2.50；下游坝坡坝肩设置c20砼排水沟尺寸为3030cm（见大样图）、坝脚设置c20砼排水沟尺寸80100cm（见大样图）。1.4.2溢洪道整治设计 现场检查，溢洪道侧墙上部及底板损毁严重、杂草丛生，影响正常泄洪。根据该溢洪道实际情况，本次整治溢洪道底板采用0.3m厚c15混凝土浇筑，上部破损边墙用浆砌条石重修，底板设置伸缩缝，伸缩缝间距为12m，缝宽15mm，以聚乙烯泡沫板填缝。下游新建消力池。1.4.3放水设施整治设计放水卧管破损严重，且有渗漏。故本次整治设计为：对原放水设施拆除重建，修复下游涵管尾水渠。1.4.4其他基础设施改造在上游坝坡设立水标尺，观测水库水位情况。新建防汛抢险公路0.3km。并新建80m2管理房，对白蚁进行治理。1.5 工程管理水库除险加固完成后由合川区水务局委托项目区乡镇水利管理机构负责管理，参照水库工程管理设计规范、水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算标准、水利工程管理单位编制定员试行标准等规定，管理站设管理人员2人，其中领导1人。管理人员由水务局与乡镇管理机构内部协调处理，不再增加编制。由于工程年久失修，病害严重，水库长期限制蓄水，难以充分发挥工程效益，给水库管理带来很大的困难。工程经整治恢复正常运行后，应加强技术管理人员的培训，完善管理制度，充分发挥工程效益。1.6施工组织设计1.6.1施工条件工程区防汛公路质量较差，本次新建公路0.3km以后，基本能保证工程建筑材料的运输需要。工程整治需石料与砂料（用于溢洪道、消能设施等），用量少，可就近开采库区周边侏罗系组砂岩，根据合川区该组砂岩使用经验，该组岩层石料强度可达30mpa，其强度较高，储量大，开采方便，也可在附近商业采石场就近购买，平均运距约7km。砂料产于嘉陵江，距离均在30km以内，可选择就近购买解决。工程整治所需防渗粘土料可在大坝下游阶地开采残坡积粘土料，其物质组成与坝体土基本一致，满足土料质量要求，平均厚度24m，平均运距5km，需占用较多耕地。施工用水可直接在水库内提取解决，生活用水采用在水库附近居民处节水解决。钢筋、木材、水泥等合川城区购买，运距约35公里。1.6.2主体工程施工土石方开挖：土石方采用人力开挖，双胶轮车出渣。土石方回填：采用分层回填，人工夯实方法。砌石工程，在指定的料场购买符合规范要求的石料，用汽车运至工地临时堆码场，人工清石、修石，再用胶轮车运至各施工部位。砂卵石垫层：人工回填，平板振捣器振平、压实。砼预制块安砌：人工安砌，用砂浆填缝。砼及钢筋砼：采用0.4立方米移动式拌和机拌制，人工入仓，插入式2.2kw振捣器捣实，并进行抹面收面。钢（木）模成型，钢筋采用人工现场安装。1.6.3施工总进度根据工程的投资，工程量及施工场地等因素，工程总工期定为6个月（包括施工准备期）。1.7 环境保护及水土保持设计工程建设过程中，对当地环境不可避免的会产生一些不利的影响，但工程建设完成之后，对当地环境的改善也会起到明显的积极作用。施工期间不利影响主要表现在对工区附近水域环境，空气质量、噪声环境、交通环境、人群健康几个方面。另外，本工程新增水土流失主要产生于工程整治期，其水土流失影响主要表现在破坏原生地貌和弃渣流失等。根据项目区内水土流失特点，水土保持措施以生物措施为主，护坡、护堤、挡土工程措施相结合，形成较完整的防护体系。工程建设以后，增大了灌溉面积，能较大程度的促进农作物增产，农民增收。这为促进为地区经济的发展创造了条件。同时，灌区面积扩大，增加了丘陵缺水区的水域面积、调剂水量、地下水含量，对改善枯期生产生活用水矛盾，改善灌区环境状况和提高人民生活水平有积极的推动作用。工程区可利用水资源的增加，有利于改善动植物的栖息环境，增加生物资源多样性。根据水重庆市水利厅概（估）算有关规定，结合当地环保投资概（估）算和同类工程单项投资定额，本工程水土保持为2.0万元，环保投资为3.0万元。1.8 工程征占地根据工程布置，本次工程不涉及到永久占地，均为临时占地，共计3亩。根据合川区当地实际情况，建设征用地区域内的临时补偿费用为5000元/亩，青苗补偿费为5000元/亩，则本工程建设征地及移民安置费共计3万元。1.9 工程概算经计算，本工程静态总投资：166.74万元，其中建筑工程部分投资92.73万元，机电设备安装工程12.12万元，临时工程投资6.07万元，独立费用40.26万元，基本预备费7.56万元，征地移民和环境部分8.00万元。1.10 经济评价工程国民经济评价结果表明，工程经济内部收益率为11.8%；大于7%，经济净现值为128.65万元，大于0，经济效益费用比为1.21，大于1，各项经济指标都满足国家规定的要求，在经济上是合理的。敏感性分析结果表明，各敏感性因素向不利方向变化时，各项评价指标虽有变化，但仍符合国家规定的评价标准，说明该工程具有一定的抗经济风险能力，只要工程完建后，就能充分发挥长安水库的经济效益及社会效益。1.11 工程特性表表1-3 工程特性表序号名 称单位整治前整治后备注一河流特性1流域面积km20.4262主河道长km0.873河道比降118二灌区特性1设计灌溉面积亩150015002实际灌溉面积亩12001500三特征水位及库容1设计洪水位m209.30209.142校核洪水位m209.84209.413正常蓄水位m208.34死水位m197.05总库容万m324.3524.356正常库容万m220.17死库容万m20.7四大坝工程1坝型均质土坝2主坝顶高程m211.00211.003最大坝高m16.9816.984坝顶轴线长m132.5136.405坝顶宽m不明确3.56上游坝坡坡比1:2.401:2.50、1.307下游坝坡坡比1:2.7、1:1.78、1:-9.31:2.50五溢洪道1进口型式宽顶堰2堰顶宽m23堰顶高程m208.34溢洪道总长m52.878.85最大下泄量m3/s5.813.55（p=0.5%）6防洪标准20年一遇设计、200年一遇校核六放水设施1工程型式涵卧管涵卧管2砌筑材料卧管为圆砼管、涵管条石料砌筑钢筋砼、石料砌筑3最大过流量m3/s0.20.22 水 文2.1概述长安水库系长江水系嘉陵江支流，枢纽工程位于合川区钱塘镇，是一座以灌溉为主，兼有养殖、防洪综合利用效益的小（2）型水利工程。水库坝址距钱塘镇约7km，距合川主城区约28km。该水库坝址以上控制流域面积为0.426km2，主河道长0.87km，流域平均比降118,多年平均年降雨量为983mm。水库总库容24.35万m3，正常库容为20.1万m3，死库容为0.7万m3，设计灌面1500亩。长安水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水设施组成。长安水库枢纽为等工程，工程主要建筑物为5级，次要建筑物为5级。主要建筑物设计洪水标准重现期为20年一遇，校核洪水标准重现期为200年一遇。2.2气象特征合川气象区划属亚热带湿润气候，主要气候特点：冬季暖和，少霜雪，多雾，日照时数少；盛夏时间长，多连晴高温天气和伏旱；春季气温回暖少、不稳定，冷空气活动频繁，常有低温阴雨天气出现；初夏及秋季多连阴雨。多年平均气温18.1，最高年平均气温18.8，最低年平均气温17.5。年间气候七月最热，平均气温32.3，极端最高气温41.4，一月最冷平均气温2.2，极端最低气温-3.7。区内多数地区无霜期331天，初霜期一月初，终霜期二月初。根据合川区气象站1959-1981年实测资料计算，多年平均降雨量为1083mm。夏、秋雨量集中，多发生暴雨，最大一日降雨量达196.9mm。多年平均蒸发量为1046.8mm，日最大蒸发量达131.7mm。多年平均日照时数为1316.2小时，占应照时数的30%，冬季少而夏季多。区内最多风向为偏北风，最大风速达12m/s。2.3 资料复核本流域内无水文测站，水库流域及附近类似流域，仅有暴雨资料。其他基本资料还包括现场踏勘调查资料、库区万分之一航测图和枢纽区测量图等。（1）流域特征值复核 本次采用万分之一航测图复核成果进行计算（见表2-1）。表2-1 长安水库流域特征值复核成果表集雨面积（km2）河长(km)比降（）备注0.4260.87118本次复核（2）水库水位-库容曲线对原水库水位-库容曲线进行复核，结果见表2-2。表2-2 长安水库水位-库容曲线表水位(m)库容(万m)19401960.51981.052002.12024.072047.720612.620819.1721026.052.4设计洪水2.4.1工程等级及防洪标准长安水库总库容24.35万m3，按照防洪标准（gb50201-94）及水利水电工程等级划分及洪水标准（sl252-2000），长安水库为小(2)型水库，大坝为均质土坝，枢纽工程等级为v等，主要建筑物级别为5级，次要建筑物级别为5级。由此确定本工程防洪标准为：设计洪水标准采用20年一遇；校核洪水标准采用200年一遇；消能防冲标准采用10年一遇。2.4.2设计洪水推求（一）暴雨参数本流域内无水文测站，水库流域及附近类似流域，除暴雨资料外，无其它实测与调查资料，故采用由暴雨资料推求设计洪水的途径。根据水利水电工程设计洪水计算规范，收集了短历时暴雨资料。合川气象站短历时暴雨1/6小时、1小时、6小时资料为1980年2008年共29年资料，24小时资料为19602008年共49年资料，对各系列实测值进行频率分析计算，采用皮尔逊型曲线进行适线，可得合川气象站短历时暴雨统计参数。（频率曲线图见图2-1-2-4）。同时查四川省中小流域暴雨洪水计算手册（以下简称手册）暴雨资料，得各时段统计参数，结果见表2-3。表2-3 设计暴雨参数成果表 资料参数实测资料手册查值1/6h1h6h24h1/6h1h6h24h均值（mm）14.741.577.193.517.041.090.096.0cv0.300.350.510.500.350.430.500.50cs/ cv3.5 3.5 （二）设计雨型查手册知，该设计流域属于（盆地腹部）区，其设计雨型分配比值见表2-4。表2-4 24h设计雨型逐时（t=1h）分配比值表时段1234567896h雨量分配比0.1980.186其余18h雨量分配比0.0380.0940.1210.0780.0290.090.072时段101112131415161718-246h雨量分配比0.0980.1320.3020.084其余18h雨量分配比0.1660.1260.1120.0740（三）设计洪峰流量推算设计流域无实测洪水资料，且流域面积较小，本次设计采用手册中推理公式法计算本流域的洪水成果。（1）推理公式法参数选取采用手册中推荐的推理公式 q0.278f推求设计洪峰流量。推理公式中有关参数确定如下：a.暴雨参数s、n暴雨衰减指数n分历时确定：t=624h，t=16h，t=1/61h，shp24.24-b.产流参数值水库所在流域相对高差较小，地势较平缓，植被一般，属于盆地丘陵区，依据手册可得： =4.8f-0.19，cv=0.18，cs=3.5cv。c.单位汇流时间0计算公式: 0=0.383/(0.25/)4/(4- n)d.汇流参数m值 本流域地处盆地丘陵区，暴雨历时较短，强度集中，开垦度较大，洪峰涨落较快。依据手册，流域特征系数，当=130，m=0.400.204，当=30300，m=0.0920.636。计算结果校核 为了保证计算结果的准确，需对汇流参数m值进行校核，即通过以下公式得到值：0.278/(j0.333 q0.25)若计算结果值与原值较为接近，说明参数取值正确，计算过程无误，成果可以采用。（2）综合瞬时单位线法a、 产流参数：流域平均暴雨损失量if,查手册中综合分区图，设计流域为区，if=2540mm,本次计算取30mm，流域平均稳定入渗率fc,查手册综合分区图,设计流域属于区，fc=0.8mm,取fc=0.8mm。b、 汇流参数：根据设计流域地理位置，查手册综合瞬时单位线汇流参数分区图，属区，即：1,102.7061f0.1386j-0.358（f/l2）-0.3434 1.05050.2664logf 3.7012（f/l2）-0.473j-0.1389（3）最大洪峰流量计算成果根据设计暴雨及以上参数，用手册中有关计算公式，根据两种计算方法得设计洪峰流量成果见表2-5。表2-5 长安水库设计洪水成果表实测暴雨计算方法设计洪峰流量（m/s）0.5%1%5%10%推理公式法10.710.18.557.75瞬时单位线法9.2 8.7 6.72 5.81 手册查值计算方法设计洪峰流量（m/s）0.5%1%5%10%推理公式法12.611.89.778.7瞬时单位线法12.0 10.5 7.05.5经上表分析比较，实测暴雨资料推求的洪水比查手册暴雨资料推求的洪水小，综合瞬时单位线法推求的设计洪水比推理公式法推求的洪水小。由于实测暴雨资料1/6小时、1小时、6小时资料为1980年2000年共21年系列，实测暴雨资料系列太短，而查手册暴雨资料是通过分区综合的，是经四川省内专门审查和长江协作片审查验收，并由水电部批示:“在无实测流量资料系列的地区，可作为今后中小型水库进行安全复核，及新工程设计计算的依据”。同时，采用瞬时单位线推求设计洪水，考虑的因素较多，参数确定较困难，其概化后的参数与设计流域必然存在一定差异。为了工程防洪安全，故采用查手册暴雨资料推求的洪水成果。根据工程实际情况，偏安全考虑，采用推理公式法推求的洪水成果进行计算。（四）设计洪水总量及设计洪水过程线设计洪水总量由设计暴雨按手册综合分区的暴雨径流关系计算。根据本流域面积较小、洪水陡涨陡落等特点，洪水过程按单峰考虑。洪水总量计算公式为：式中：洪水总量的暴雨历时（h）（单峰洪水）；设计洪水总量（万m3）；历时为的设计暴雨(mm)；设计流域面积(km2)；径流系数；径流深(mm)。 经计算，各频率设计洪水总量见表2-5。表2-6 长安水库设计洪水成果表项目p=0.5%p=5%设计洪峰流量(m3/s)12.69.77设计洪水总量(万m3)6.554.85根据上述推求的设计洪峰流量qp及设计洪水总量wp，计算设计洪水过程概化复式历时tp=2.78wp/qp，参考手册中小流域典型洪水概化过程线综合成果，选取常出现的单峰概化洪水过程线模型（2）之x、y值，由q，t=yqp和qt=qt+q0及t=xtp计算qt、t，即得区间洪水流量过程线，见下表。表2-7 长安水库设计洪水过程线表p=0.5%p=5%t（h）q（m3/s）t（h）q（m3/s）0.00000.00000.1570.6310.1500.4890.2141.260.2050.9770.2862.530.2741.950.3505.050.3353.910.4507.580.4315.860.57210.10.5477.820.70812.00.6779.280.85812.60.8219.771.00112.00.9589.281.16510.11.1157.821.4097.581.3485.861.7665.051.6903.912.3452.532.2441.953.0031.262.8730.9773.6890.6313.5300.4895.50505.26702.5水库洪水调节计算2.5.1防洪标准如前述，按水利水电工程等级划分及洪水标准（sl252-2000），本水库设计洪水标准采用20年一遇（p=5.0%），校核洪水标准采用200年一遇（p=0.5）,消能防冲标准采用10年一遇（p=10.0）。2.5.2基本资料1）水库水位库容曲线本次调洪计算长安水库水位库容曲线采用复核后的结果，详见表2-2。2）入库洪水过程长安水库洪水过程采用本次水文计算成果，详见表2-7。3）水库水位泄流流量曲线水库溢洪道位为宽顶堰，溢洪道堰顶进口宽2.0m，采用堰流公式q=mbh3/2计算下泄流量q，流量系数m为0.36。计算成果见表2-8 。表2-8 长安水库水位-泄流流量曲线表水位（m）泄流量（m3/s）208.30 0.00208.60 0.50208.90 1.41209.20 2.59209.50 3.98209.80 5.57210.10 7.32210.40 9.22210.70 11.26211.00 13.44211.30 15.74211.60 18.16211.90 20.69212.20 23.33212.50 26.08212.80 28.92213.10 31.862.5.3调洪演算洪水调节计算采用水量平衡法计算:(q1+q2)t/2-(q1+q2)t/2=v2-v1按试算法列表进行,计算时q1在洪水过程线上读取，根据（q1+q2）/2的数值，假设一个下泄流量q，通过库容增减量计算出时段末库容v1，在qf(h)曲线表上查得相应库容v2，若v1= v2或很接近v2，说明假设正确，否则重新假定v1，直至v1v2，才进行下一步的计算。v2作为下一步的v1，重复上述步骤。计算过程略，计算结果见表2-8。表2-9 长安水库调洪计算成果表 频率p（%）最大下泄流量（m3/s）最高库水位（m）库 容（万m3）0.53.55209.4124.355.02.31209.1423.46 根据调洪成果，长安水库设计洪水位（p=5.0%）为209.14m，校核洪水位为（p=0.5%）209.41m。2.6坝顶高程复核2.6.1坝顶超高计算根据碾压式土石坝设计规范（sl274-2001），坝顶高程按以下公式计算：式中：y坝顶超高(m)；r最大波浪在坝坡上的爬高（m）；e最大风雍水面高度(m)；a安全加高(m)，正常情况取0.5m，非常情况取0.3m。根据规范sl189-96、sl252-2000规范，本水库属于丘陵地区水库，且w26.5m/s、d7500m，波浪的波高和平均波长采用鹤地水库公式：式中：h2%为累积频率为2%的波高h2%（m）；w计算风速（m/s）。正常运用情况下取w=1.5v；非常运用情况下取w=v。v为多年平均最大风速12m/s；d风区长度200（m）；平均波长（m）。由该式求得。风壅水面高度计算公式如下：式中： e计算点处的风壅水面高度(m)；k综合摩阻系数，取；计算风向与坝轴线法线的夹角()；hm水域平均水深(m)。平均波浪爬高计算公式如下：式中：平均波浪爬高(m)；m单坡的坡度系数；斜坡的糙率渗透性系数，根据护面类型确定，本工程为砼护坡，取=0.9；经验系数；平均波高(m)。2.6.2坝顶高程复核结果根据碾压式土石坝设计规范（sl274-2001）要求，坝顶高程应按以运用情况分别计算，并取其最大值，其计算成果见表2-10。表2-10 长安水库主坝坝顶超高计算表项目正常运用非常运用计算风速v（m/s）18.00 12.00 吹程d（km）0.200.20平均波浪爬高r（m）0.410.26 风雍水面高度e（m）0.002 0.001 安全超高a（m）0.50 0.30 坝顶超高y（m）0.910.56水库静水位（m）209.14209.41计算坝顶高程（m）210.05209.97设计取值（m）210.05由上表可知，计算最大坝顶高程由设计洪水情况确定，其计算最大坝顶高程为210.05m，而本工程大坝的实际坝顶高程为211.00m，坝顶高程满足超高要求。本次设计坝顶高程维持不变。2.7分期洪水根据施工组织设计要求，需要提供长安水库非汛期分期设计洪水。本工程河段无任何实测洪水资料，本次选择罗渡溪水文站为参证站。罗渡溪水文站为长委水文局所属测站，是渠江流域的出口控制站。 集水2面积38071 km2，1953 年 7 月在岳池县罗渡镇下游5km的牛厂沟附近设站。该站于 1981年1月上迁4k m至原轮渡老码头，称罗渡溪（2）站。随着水文测验设备的更新和微机的应用，该站测验精度逐年提高。从1960年起全用流速仪测流，每场洪水测点较多，完全控制了洪水的涨落变化。水位由人工观测和自记水位计观测 ，无漏测、 伪造现象， 水位观测资料可靠。 该站历年的水位、流量观测资料按规范进行整编，经与上游和支流测站对照检查，整编成果合理，精度较高，可用于本工程设计。 从罗渡溪站历年各月最大流量散布图可以看出，渠江洪水每年从4月开始到10月底，而且在3月和11月当流域的降雨量较大时，渠江的流量增加较多。因渠江的洪水具有来得早退得迟、峰高量大，洪枯变幅大的特点。按施工设计的要求，按月划分时段，汛期5 10月划为一个时段。本工程分期设计洪水，主汛期采用设计暴雨推求的年最大洪水，其它分期根据邻近（合川）已建水库的分期设计洪水成果，采用按面积比的n次方（枯期n=l；汛前汛后过渡期n=0.67）修正移用。经计算，工程分期设计洪水成果如表2-11。考虑到洪水出现的偶然性，建议将主汛期设计洪水提前后延后10d使用。表2-11 工程分期设计洪水成果表月份p=5%p=10%p=20%40.990.670.531130.450.350.243 工程地质3.1 地质勘察概况接受勘察任务委托后，我公司立即组织技术人员进行现场踏勘。勘察工作主要针对水库枢纽进行，共布置钻孔4个，钻孔间距30-40m，孔深控制原则为：钻孔进入基岩3-8m。2014年3月初进场施工，2014年3月底完成野外工作，随后进入室内资料整理。完成主要实物工作量见表3-1、3-2。表3-1 坝体完成主要实物工作量一览表项 目工程地质测绘(1:500)工程测量钻 探水位简易观测室内试验压水试验钻孔剖面孔 数总进尺钻孔单位km2点m/条个m次岩样（组）土样（组）段/孔数 量0.024452.13/4463.304236/53.2 库区工程地质条件3.2.1地形地貌长安水库位于钱塘镇，占地面积82亩，库区总体地势东高西低，属侵蚀、剥蚀浅丘地貌区。水库枢纽大坝上游坝坡坝顶至坝脚分为1:2.4，下游坝坡从坝顶至坝脚分为1:2.7、1:1.78、1：-9.3、1:0.6。大坝北面地势较低，分布水田及旱地。3.2.2地质构造水库处于合川向斜北西翼，库区岩层产状11911。在场地内基岩露头区测得构造裂隙产状为：15768-70,裂面微弯，无充填物，闭合状，延伸长度3-12m，间距1-3.5m；6373,裂面平直，无充填物，微张，延伸长度2-8m，间距1-7m。3.2.3地层岩性根据地表地质调查、测绘成果，库区处于璧山向斜北端南东翼，呈单斜构造。测得岩层产状为32925，主要出露基岩为侏罗系中统上沙溪庙组砂、泥岩互层。场内覆盖层为第四系全新统素填土、粉质粘土，地层简述如下：第四系全新统（q4）素填土(q4ml)：呈黄褐、紫红色，结构稍密中密，主要为粘土，含少量粉砂、碎石及植物根。碎石岩性为砂岩、泥岩，碎块石直径为16cm，土石比约为8：29：1，是构成坝体的主要材料。粉质粘土（q4el+dl）：呈黄褐色，粘土矿物组成，表层夹风化岩砾、植物根，切面光泽，干强度、韧性中等，无摇震反应，致密，呈可塑状。主要分布于坝肩及周边田地区，局部缺失，残坡积成因。侏罗系中统沙溪庙组（j2s）泥岩：紫红色泥岩、粉砂质泥岩，厚到巨厚层状构造，成分主要由粘土矿物组成，局部含铁锰结核、钙质结核和绿泥石条带，极易风化失水崩解，局部有透镜体状厚到巨厚层状灰白色砂岩夹层分布。岩芯中等风化呈柱状，少数呈碎块、长柱状，节长40320mm。据饱和抗压强度均值为5.6mpa，为软岩，层间结合一般，岩体完整性较好，裂隙不发育。砂岩：呈灰至灰白色长石石英砂岩，厚到巨厚层状构造，细到中粒结构，局部节理发育，呈块状。本段厚度不稳定，呈肠状分布，主要由长石、石英矿物组成，泥质、钙质或铁质胶结。岩芯中等风化呈柱状，少数呈碎块、长柱状，节长60450mm。局部见裂隙发育，无充填或少量泥质充填，主要分布于水库坝肩。3.2.4水文地质条件 本场地基岩较完整，裂隙少量发育不发育，含水性较差。地下水不易积存。地下水主要受大气降水补给，通过岩土体空隙顺坡向低洼地带排泄，岩层含水性较差，地下水贫乏。经钻孔水位观测，地下水较浅，与蓄水位较为接近。根据此区域的水质分析资料表明，地下水类型为hco3-ca型，侵蚀性co2含量为02.07mg/l，ph值一般为7.1左右，水中cl-含量小于100mg/l，地下水对砼无腐蚀性，对钢筋混凝土的钢筋无腐蚀性，对钢结构腐蚀性弱。3.2.5不良地质现象及地震根据区域地质资料及调查可知，库区未发现崩塌、泥石流、滑坡等不良地质现象，本场地及周边岩层分布连续，不存在断层、构造破碎带，无地下硐室、软卧层、暗塘、暗滨等不良地质现象。根据1990年版中国地震烈度区划图（1：400万）将工程区划为度地震区。根据建筑抗震设计规范（gb50011-2001）及2001年版中国地震动峰值加速度区划图（1：400万），场区抗设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组。库区新构造运动主要表现为大面积的缓慢抬升，差异运动较弱；库区属弱震地质环境，地震活动水平较低，因此，库区构造稳定。3.3枢纽工程地质评价3.3.1坝体结构经现现场踏勘调查，大坝为均质土坝。坝体主要由黄褐、紫红色粉质粘土及少量河床冲积粘土填筑而成，含少量粉砂、碎石及植物根。碎石岩性为泥岩、砂岩，强风化，粒径2060mm者约占58%，粒径小于20mm者约占35%。切面较光滑，可搓成3mm左右土条。局部呈软塑状。大坝内坡表层采用梯步条石护坡，护坡厚度不详；外坡坡脚采用砂、块石、条石分层砌筑护坡。大坝临水面未设防浪层，以至常年水位附近大坝内坡被局部掏蚀。3.3.2坝基、坝肩工程地质条件水库处于合川向斜北西翼，库区岩层产状11911。在场地内基岩露头区测得构造裂隙产状为：15768-70,裂面微弯，无充填物，闭合状，延伸长度3-12m，间距1-3.5m；6373,裂面平直，无充填物，微张，延伸长度2-8m，间距1-7m。由于库区的常年补给，坝区地下水位较高，主要为第四系孔隙水和基岩裂隙水。第四系孔隙水主要分布于坝体土及河床底部的冲积层中，库水沿土体孔隙渗流，在坝体外坡出现出水点。基岩裂隙水主要分布于基岩裂隙中，接受库水补给向下游低处排泄，导致库水的渗漏，根据压水试验成果表33,岩体透水性总体较差，属中弱透水岩体。表33 主坝压水试验成果统计表孔号透水率(lu)相对隔水界线埋深（m）1段2段3段4段地表以下基岩以下zk18.787.553.15zk28.7621.002.90zk38.368.687.223.01